BRPI0901907A2 - sistema de transporte de passageiros e carga por cabos suspensos, para plataformas em mar aberto - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE TRANSPORTE DE PASSAGEIROS E CARGA, POR CABOS SUSPENSOS, PARA PLATAFORMAS EM MAR ABERTO O sistema desta invenção destina-se para transporte de passageiros e de pequenas cargas, para plataformas maritimas, em condições de mar aberto. As diversas concretizações apresentadas, nesta invenção, estãorelacionadas basicamente com um sistema de transporte por cabos suspensos, interligando duas plataformas maritimas, offshore, que podem ser do tipo flutuante, ancorada ou apoiada no solo marinho; ou alternativamente estabelecer um meio de transporte entre uma plataforma maritima e uma estação de embarque e desembarque localizada em terra ou mesmo no mar. Tal sistema pode ainda ser utilizado adicionalmente como meio de abandono de plataforma, em caso de emergências. Esta invenção tem aplicação no transporte de cargas e passageiros, entre plataformas e embarcações, ancoradas no mar, como por exemplo: as plataformas utilizadas na produção de petróleo e gás natural.

Description

SISTEMA DE TRANSPORTE DE PASSAGEIROS E CARGA, PORCABOS SUSPENSOS, PARA PLATAFORMAS EM MAR ABERTO

CAMPO DE INVENÇÃO

Esta invenção tem aplicação no transporte de passageiros e cargas,entre plataformas e embarcações, ancoradas em mar aberto, utilizadaspara a produção de minerais e hidrocarbonetos, tais como: petróleo e gásnatural.

Basicamente, as diversas concretizações possíveis desta invençãoestão relacionadas com um sistema de transporte por cabos suspensos,interligando duas ou mais plataformas marítimas, offshore.

ESTADO DA TÉCNICA

Novas descobertas de campos de petróleo no mar requerem aconstrução e instalação de plataformas marítimas de produção, flutuantesou apoiadas sobre o solo marinho.

Tais plataformas marítimas de produção são basicamente umaestrutura, habitada ou não, localizada sobre lâmina d'água, usada paraexploração, extração, separação, bombeio de petróleo e gás natural,escoados por meio de oleodutos ou navios aliviadores. De acordo com afinalidade que se destina e a profundidade da lâmina d'água, os tipos deplataformas mais comuns são: Plataformas fixas, PlataformasAutoeleváveis, Plataforma de pernas atirantadas conhecidas por TLP(Tension-Leg Plataform), Plataformas Semi-submersíveis (Semi-SubPlataform), Plataformas Flutuantes de Produção e Descarga conhecidaspor FSOs (Floating Production and Offloading), Plataformas Flutuantes deProdução, Armazenamento e Descarga conhecidas por FPSOs (FloatingProduction1 Storage and Offloading), Plataforma apoiada sobre um cilindroflutuante conhecida por Spar e Plataformas Flutuantes de Produção,Perfuração, Armazenamento e Descarga conhecidas por FPDSO(Floating, Production, Drilling, Storage and Offloading). Existem aindaPlataformas de Apoio Temporário, conhecidas em inglês como tenderplataforrm, que são utilizadas para apoio temporário a determinadasoperações, tais como: perfuração, reparos das plataformas de produção.

Algumas destas plataformas são utilizadas para alojamento, acomodandopessoas que executam serviços de construção e reparos nas plataformasprincipais; tais embarcações e plataformas são conhecidas como floteis.

As plataformas em tender, geralmente são ancoradas próximas dasembarcações principais e utilizam rampas de acesso. Existem plataformastender também de posicionamento dinâmico. Uma limitação dasplataformas de apoio temporário é o risco de sua ancoragem próxima aplataforma principal que podem já estar processando petróleo, ou haverinterferência entre os sistemas de ancoragem da plataforma principal e aplataforma de apoio temporário.

Alguns arranjos de sistemas de produção combinam mais de umaplataforma marítima de produção, com afastamento de no máximo poucosquilômetros. Em alguns casos existe uma grande plataforma marítimaprincipal, habitada, flutuante ou fixa, mais complexa; onde são instaladossistemas de separação, tratamento, separação, armazenamento ebombeamento de petróleo interligadas por tubulações submarinas a outrasplataformas secundarias de produção marítima, geralmente desabitadas,onde estão alojados basicamente as cabeças dos poços e eventualmenteSondas de intervenção. Por exemplo: em águas rasas pode se combinar ouso de jaquetas fixas dotadas de cabeças de poço com FPSO ancorados;em águas profundas pode se combinar o uso de uma mini TLP, dotadasomente de cabeças de poço, com FPSO ancorados.

Os FPSOs podem ser ancorados pelo método de spread mooring ouatravés de turret. No caso spread mooring os deslocamentos de posiçãosão mais limitados não ocorrendo rotação. No caso de turret osdeslocamentos de posição são acentuados podendo ocorrer rotaçãocompleta em relação ao eixo vertical do turret.

As plataformas secundárias apesar de desabitadas requerem,durante operações de intervenção em poços, um número significativos depessoas a bordo.

Toda a movimentação de pessoal e pequenas cargas, entre aplataforma principal e as plataformas secundárias, é feita por transporteaéreo ou naval; ficando sujeita a restrições de condições de tempofavoráveis, disponibilidade de vôos e horários de operação, geralmentediurnos, restringindo bastante a janela operacional para movimentação depessoal.

Mesmo a movimentação entre plataformas próximas, separadas decentenas de metros, requer a mobilização de helicópteros provenientes deterra, a partir de grandes distâncias, o que limita e encarece taisoperações.

Pelo mundo existem centenas de sistemas de transporte por meiode cabos suspensos, utilizadas tanto em aplicações de passageiros comode cargas, conhecidos como Teleféricos; utilizados em locais íngremes,como montanhas e florestas, pela fácil adaptação a terrenos acidentados epela sua capacidade em transpor vales e cumes de montanhas. Utilizadostambém em terrenos planos como meio de ligação entre terminais,fábricas, usinas, minas ou portos marítimos.

Apesar da grande quantidade de teleféricos já construídos, suaaplicação está limitada para locais em terra; tais sistemas nunca foramaperfeiçoados ou evoluíram para sistemas de transporte offshoreintegrados com plataformas marítimas de produção de petróleo emcondições de mar aberto, onde podem existir movimentos relativos entreas estações e requer novas técnicas para uso de torres intermediáriasflutuantes ou apoiadas no fundo do mar e desconexão rápida quando setratar de plataforma posicionada dinamicamente.

Assim, desenvolver novos conceitos e modalidades de sistemas detransporte por cabo suspenso, integrados com tecnologia desenvolvida naprodução de petróleo em ambiente de mar aberto; com maiordisponibilidade, maior período operacional, maior flexibilidade e de customenor, é fundamental para o desenvolvimento de campos de petróleotanto em águas rasas como em águas profundas.

SUMARIO DA INVENÇÃO

Usualmente a demanda de serviços de transporte de passageiros ecargas para e entre plataformas marítimas é operacionalizada por recursosde helicóptero e embarcações de serviço.

Esta invenção tem aplicação no transporte de cargas e passageiros,entre plataformas e embarcações, ancoradas no mar, utilizadas para aprodução de minerais e hidrocarbonetos, tais como: petróleo e gás natural,através de um sistema de transporte por cabos suspensos, que interligampelo menos duas plataformas marítimas, offshore. Alternativamente, estesistema também pode ser aplicado entre uma plataforma marítima e umaestação de embarque e desembarque localizada em terra ou no mar.

Em linhas gerais, a presente invenção refere-se a um sistema detransporte, offshore, de pessoas ou materiais alojados no interior de umacabine, por meio de cabos suspensos que interligam plataformas fixas ouancoradas. Esses cabos podem ser fixos, sobre os quais se deslocam osrodados das suspensões pertencentes às cabines, ou podem ser postosem movimentos a partir de estações terminais. Para maior estabilidade dacabine são usados pelo menos dois cabos (bicabo). Pode-se usar umterceiro cabo como meio de segurança suplementar, actuando quer comocabo auxiliar de socorro quer como cabo especial de travagem. Pelomenos um dos cabos é animado de movimento: ou alternativo de vai evêm, ou de sentido único. Tais sistemas podem ser projetados paraoperarem em velocidades entre 10 e 30 Km/h.

Numa de suas concretizações esta invenção esta relacionada comum sistema de transporte suspenso por cabos, interligando duasplataformas marítimas, offshore, que podem ser do tipo: flutuanteancorada ou apoiada no solo marinho.Em uma segunda concretização, é possível interligar diversos poçostipo monocoluna, conhecidos como poços caisson, com uma plataforma deprodução central, através de um sistema de transporte suspenso, porcabos, facilitando o acesso para trabalhos nos mesmos.

Numa terceira concretização, uma ou mais plataformas de produçãomarítima próxima do litoral é acessada de terra através de um sistema detransporte suspenso por cabos.

Numa quarta concretização, uma ou mais plataformas de produçãopodem ser acessadas através de terminal de passageiros marítimo, que seinterliga com pelo menos uma plataforma através de um sistema detransporte suspenso, por cabos, agilizando o embarque e desembarque depassageiros e minimizando riscos de operação próxima da plataforma deprodução.

Tais concretizações são compostas basicamente por pelo menosdois terminais, podendo ambos ter capacidade de acionamento domovimento da cabine, o primeiro posicionado na plataforma marítimaprincipal, habitada, e o segundo de retorno posicionado numa segundaplataforma marítima, habitada ou não, sendo tais terminais interligados porcabos que sustentam e permitem movimentar pelo menos uma cabinesuspensa nos cabos, podendo quando necessário existir torres marítimasintermediárias para apoio dos cabos e cargas transportadas nos carros.

As ditas torres intermediárias poderão estar apoiadas diretamenteno fundo do mar ou em bases flutuantes ancoradas, em arranjos próximosdos utilizados em plataformas marítimas de produção e também emplataformas eólicas instaladas no mar.

Os cabos suspensos podem ser dotados de sistemas compensaçãode tração e comprimento, para absorver possíveis deslocamentos entre asestações devido à complacência do sistema de ancoragem; resultantes daação das ondas, correntes e ventos.

O sistema, objeto desta patente, pode ser utilizado para transportarpassageiros entre uma plataforma de produção de petróleo e umasegunda plataforma ou embarcação utilizada como plataforma de apoiotemporário para alojamento de pessoal, conhecida também por flotel,permitindo um afastamento mais seguro entre tais plataformas.

Por razões de segurança, as cabines são dotadas de flutuadoressobre o piso, nos banco e na estrutura, de modo que caso ocorra quedada mesma no mar, por uma ruptura de algum cabo, a mesma ficaráflutuando até que chegue socorro.

Por razões de segurança são utilizados pelo menos dois cabos deapoio, de forma a prover maior estabilidade para a cabine em condiçõesde ventos fortes e balanço; resultado do movimento das plataformasancoradas, aumentando a janela operacional do sistema.

Ambas as estações podem ser dotadas de sistemas de acionamentoindependentes e intertravados, de forma que em situações de abandonode uma das plataformas, o sistema possa ser operado a partir da outraplataforma. Razão pela qual todo material utilizado na construção dacabine deverá ser a prova de fogo.

As estações são dotadas de sistemas de corte rápido de cabo quepossam ser acionados caso alguma das plataformas esteja em condiçõesde emergência, com risco de afundamento.

Ainda é possível utilizar um sistema de desconexão rápida entreuma plataforma ancorada com uma plataforma de apoio dotada de sistemade posicionamento, de forma a permitir que a plataforma de apoio seafaste caso ocorra condições anormais de segurança.

Pelo sistema desta patente é possível efetuar o transporte depassageiros e cargas, independente das condições de mar, com ventosmoderados a qualquer hora do dia e da noite. Tal sistema pode ainda serutilizado como meio de abandono em caso de emergências.

É possível ainda concentrar todas as facilidades de alojamento depessoal numa única plataforma, reduzindo sobre maneira as dimensões erecursos das demais plataformas secundarias e conseqüentemente seuscustos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 mostra um sistema de transporte por cabos suspensos,interligando uma plataforma tipo jaqueta com uma plataforma de produçãoflutuante ancorada tipo FPSO, em águas rasas.

Figura 2 mostra um sistema de transporte por cabos suspensos,interligando uma plataforma flutuante tracionada por tendões com umaplataforma de produção flutuante ancorada tipo FPSO, em águasprofundas.

Figura 3 mostra um sistema de transporte por cabos suspensosinterligando uma plataforma flutuante semi submersível ancorada comuma plataforma de produção flutuante ancorada tipo FSO, em águasprofundas.

Figura 4 mostra um sistema de cabos suspensos, interligando umaplataforma tipo jaqueta, habitada, com outras plataformas jaquetas maissimples, desabitadas, que alojam basicamente cabeças de poço, emáguas rasas.

Figura 5 mostra um sistema de cabos suspensos que interliga umaplataforma tipo jaqueta com um terminal de embarque e desembarque,localizado em terra.

Figura 6 mostra um sistema de transporte por cabos suspensosinterligando uma plataforma flutuante semi submersível com umaplataforma de apoio posicionada dinamicamente, em águas profundas.

Figura 7 mostra sistema de transporte por cabos suspensosinterligando um terminal marítimo de embarque e desembarque depassageiros com uma plataforma de produção tipo FPSO, em águasprofundas.

Figura 8 mostra detalhes de alguns dos tipos de base possíveis, emáguas rasas, para suportar torres intermediárias.Figura 9 mostra detalhes de alguns dos tipos de base possíveis, emáguas profundas, para suportar as torres intermediárias.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Fazem parte da presente invenção um sistema de transporte decabos suspensos, para passageiros e cargas moderadas, paraplataformas marítimas como por exemplo as utilizadas em produção depetróleo, de acordo com a identificação de seus componentes, baseado nadescrição das Figuras abaixo.

A Figura 1 mostra detalhes de uma primeira concretização, emáguas rasas, onde um sistema de cabos suspensos (1) interliga duasplataformas marítimas. A primeira plataforma (7) é do tipo jaqueta, onderesidem cabeças de poços, não mostradas na Figura. A outra plataforma(6) é do tipo FPSO. Dependendo do afastamento entre as duasplataformas pode ser necessário o uso de torres intermediárias (2) entreas estações (3) de cada plataforma. Ainda são indicados na Figura 1 umacabine de transporte (4), um sistema de compensação de cabo (5), linhasde ancoragem (8), o fundo do mar (9) e a superfície do mar (10). Osistema de compensação de cabo (5) pode ser duplo, isto é, um em cadaplataforma. Dependendo da distancia entre as plataformas (7) e (6) podemexistir uma ou mais torres intermediárias (2), intermediárias as estações(3), de embarque e desembarque. Pode ainda existir uma ou mais cabinesde transporte (4) de passageiras.

Os sistemas de compensação de cabo (5) poderão ser suprimidasem determinadas condições de projeto.

A Figura 2 mostra detalhes de uma segunda concretização, ondeum sistema de cabos suspensos (1) interliga duas plataformas marítimasem águas profundas, sendo uma plataforma tracionada por tendões (11)que aloja sistemas de cabeça de poços, não mostrados na Figura e aoutra uma plataforma de produção flutuante (6), ancorada, tipo FPSO. Asestações (3) estão interligadas por cabo suspensos (1), por onde trafegamas cabines (4). Igualmente a concretização anterior, dependendo dadistancia entre as plataformas (11) e (6) podem existir uma ou mais torresde intermediária (2), entre as estações (3), de embarque e desembarque.No caso tanto a plataforma (11) quanto a torre intermediária (2) sãomantidas na posição através de tendões (12) de tração. Ainda, a títuloilustrativo são indicados os risers de produção (13).

Figura 3 mostra um sistema de transporte por cabos suspensos (1)interligando uma plataforma flutuante (14), semi-submersível ancorada,com uma plataforma (6), de produção flutuante ancorada tipo FSO1 emáguas profundas. Os demais elementos mostrados já são semelhantes ejá foram descritos nas Figuras anteriores.

Figura 4 mostra detalhes de uma concretização, em águas rasas,onde um sistema de cabos suspensos (1) interliga uma plataforma jaqueta(7), central, habitada, com outras plataformas jaquetas (7), menores.

Figura 5 mostra detalhes de uma concretização, em águas rasas,onde um sistema de cabos suspensos (1) interliga uma plataformamarítima tipo jaqueta (7), localizada em águas rasas próxima da costa,com um terminal (15), de embarque e desembarque, localizado em terra.Uma estação intermediária (3) instalada conjuntamente com uma torreintermediária (2) pode ser utilizada para estabelecer o limite de operaçãoentre os passageiros de turismo com os passageiros a trabalho.

Esta concretização torna possível a construção, de sistemashíbridos, combinando turismo com necessidade de transporte de pessoalembarcado em plataformas localizadas próximas da costa e próximas decentros turísticos. Podemos citar como exemplo, a cidade de Aracaju ondeexistem dezenas de plataformas próximas da costa, sendo possívelconstruir um terminal misto, de trabalho e de turismo, otimizando os custosdo mesmo.

Figura 6 mostra uma concretização, em águas profundas, de umsistema de transporte por cabos suspensos interligando uma plataforma(11), flutuante de produção semi submersível, com uma plataforma (16),de apoio temporário, posicionada dinamicamente.

Figura 7 mostra sistema de transporte por cabos suspensos (1)interligando um terminal marítimo (24), de embarque e desembarque depassageiros, com uma plataforma (6) de produção tipo FPSO, em águasprofundas. Similarmente as concretizações anteriores poderão serutilizadas torres intermediárias caso seja necessário, devido a distanciaentre terminal marítimo (24) e a plataforma (6). O terminal marítimo (24)permite um embarque e desembarque, mais rápido e seguro para umaembarcação de transporte de passageiros (25). Embora não mostrado naFigura é possível a instalação de um heliporto no terminal marítimo (24),aumentando a flexibilidade e segurança na movimentação de passageiros.

Figura 8 mostra detalhes de algumas bases de torre intermediárias(2), típicas, utilizadas em condições de em águas rasas. São mostrados osseguintes tipos de bases típicas: base por gravidade (17), base comestaca (18), base com ancora de sucção (19).

Figura 9 mostra detalhes de algumas bases de torre intermediárias(2) típicas, utilizadas em condições de em águas profundas. Sãomostradas as seguintes bases típicas: semi submersa ancorada (20), bóiatipo Spar ancorada (22), semi-submersa tensionada por tendões (21) ebóia tipo Spar tensionada por tendões (23).

Em algumas Figuras não foram mostrados o sistema decompensação de cabo (5), já que o mesmo somente se faz necessárioquando uma das estações está sujeita a grandes movimentos, resultadode deslocamento da plataforma onde a mesma está alojada.

As cabines (4) poderão ser dotadas de sistema de lastro de água emovimentadas duas a duas para, possibilitar um melhor equilíbrio edistribuição uniforme e simétrica de cargas sobre os cabos, torres eestações.

A técnica objeto desta invenção, para transporte de passageiros ecargas, pode ser aplicada tanto em condições de águas rasas como deáguas profundas.

Embora não mostrado nas Figuras existem outras possíveiscombinações de tipos de plataformas, tanto em águas rasas como emáguas profundas.

Na descrição são apresentados alguns detalhes para permitir ummelhor entendimento da presente invenção. Entretanto para especialistasna técnica de produção de petróleo no mar e estruturas de transporte porcabos suspensos em geral é perfeitamente possível o entendimento e aexecução sem estes detalhes e que numerosas variações ou modificaçõesdas descrições são possíveis.

Claims (14)

1. Um sistema de transporte de passageiros e cargas, por cabossuspensos (1), para plataformas marítimas, em condições de mar aberto,offshore, composto por:- pelo menos duas estações (3), para embarque e desembarque- cabos suspensos (1) de interligação das estações- pelo menos uma cabine (4) para transporte de passageiros e/ou carga

2. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por:- possuir uma ou mais torres de sustentação (2), intermediárias asestações;- tais torres de sustentação (2) podem ser engastadas no solo marinho ouser do tipo flutuante ancorada.

3. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por:- ambas as estações (3) possuírem sistemas intertravados de acionamentoe movimentação dos cabos e da cabine;

4. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 1, composto por:- uma ou mais plataformas marítimas estar localizada no máximo poucosquilômetros da costa;- uma das estações (3), estar localizada em terra.

5. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 4, composto por:- uma estação (3), híbrida, para transporte de trabalhadores e de turistas;

6. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 1, composto por:- diversas estruturas mono-coluna de poços, tipo caisson, interligadas porum sistema de transporte por cabos suspensos (1);

7. Um sistema de transporte por cabos suspensos, de acordo com areivindicação 1, composto por:- pares de cabines (4) com capacidade para lastro de água de forma afacilitar o equilíbrio e distribuição uniforme e simétrica de cargas sobre oscabos suspensos (1), torres (2) e estações (3)

8. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), interligandoduas plataformas, de acordo com a reivindicação 1, composto por:- cabines (4) construídas com flutuadores sobre o piso, nos bancos e naestrutura da mesma; de modo que em caso de queda a mesma flutue;- que tais cabines (4) sejam construídas com materiais a prova deincêndio.

9. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), interligandoduas plataformas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:- em situações de emergência, o sistema pode ser acionada e operado porqualquer uma das estações (3).

10. Um sistema de transporte por cabos suspensos, de acordo coma reivindicação 1, dotado de:- um sistema de compensação de cabo (5) para mitigar deslocamentosrelativos das estações (3).

11. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), interligandoduas plataformas, de acordo com a reivindicação 1, dotado de:- um sistema de emergência para corte rápido de cabo, acionado dequalquer estação;

12. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), interligandoduas plataformas, de acordo com a reivindicação 1, dotado de:- um sistema de desconexão de emergência para permitir oafastamento entre as plataformas, em condições de emergência;

13. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 1, onde:- uma das plataformas, dotada de alojamento, serve de apoiotemporário para o pessoal que trabalha em turno na plataforma principal.

14. Um sistema de transporte por cabos suspensos (1), de acordocom a reivindicação 1, onde:- uma estação (3) é instalada sobre um terminal marítimo (24) deembarque e desembarque de passageiros para uma plataforma (6);